（专业施工组织设计）施工项目经理工作手册4施工技术1049-1151页新.pdf

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1、!施 工 技 术!#地基与基础!#地基土的分类地基土分类的任务是根据分类用途和土的各种性质的差异将其划分为一定的类别。土的合理分类具有很大的实际意义，例如根据分类名称可以大致判断土的工程特性、评价土作为建筑材料的适宜性以及结合其它指标来确定地基的承载力等等。岩石和土的分类方法很多，不同部门根据其用途采用各自的分类方法。在建筑工程中，土是作为地基以承受建筑物的荷载，因此着眼于土的工程性质（特别是强度与变形特性）及其与地质成因的关系来进行分类。岩石（基岩）是指颗粒间牢固联结，是整体或具有节理、裂隙的岩体。它作为建筑场地和建筑地基可按下列原则分类：（#）按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。（$）根据坚

2、硬程度分为硬质岩石和软质岩石。（%）根据风化程度分为微风化、中等风化和强风化。（!）按软化系数!&分为软化岩石和不软化岩石。!&为饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比，!&!()*为软化岩石，!&+()*为不软化岩石。作为建筑场地和建筑物地基的土的分类一般可按下列原则进行：（#）根据沉积（堆积）年代可分为老沉积土（第四纪晚更新世%及其以前沉积的土）、一般沉积土（第四纪全新世!文化期以前沉积的土）和新近沉积土（!文化期以来新近沉积的土）。（$）根据地质成因可分为残积土、按积土、洪积土、冲积土等（%）根据有机质含量可分为无机土、有机土、泥炭质土和泥炭。（!）根据颗粒级配或塑性指数可分为碎石

3、类土、砂类土、粉土和粘性土。（*）根据土的工程特性的特殊性质可分为一般土和各种特殊土。现对岩石、碎石类土、砂类土、粉土、粘性土、特殊土等的工程分类分述如下。#(岩石的工程分类（#）岩石按坚硬程度分类岩石根据坚硬程度可按表!#分为硬质岩石和软质岩石两类。#*#!施 工 技 术岩石坚硬程度分类表!#类别强度（$%&）代表性岩石硬质岩石!(花岗岩、闪长岩、玄武岩、石灰岩、石英砂岩、硅质砾岩、花岗片麻岩、石英岩等软质岩石)(页岩、粘土岩、绿泥石片岩、云母片岩等注：强度系指未风化岩石的饱和单轴极限抗压强度。（*）岩石风化程度的划分在建筑场地和地基勘察工作中，一般根据岩石由于风化所造成的特征，包括矿物变异

4、、结构和构造、坚硬程度以及可挖掘性或可钻性等，而将岩石的风化程度划分为微风化、中等风化和强风化三等。见表!#*。岩石风化程度的划分表!#*风化程度坚硬程度分类硬质岩石软质岩石风化特征微风化岩质新鲜，表面稍有风化迹象，锤击声清脆，并感觉锤有弹跳，裂隙少，岩块大于+(,-，用镐很难挖掘，岩芯呈圆柱状岩石结构、构造清楚。岩体层理清晰。裂隙较发育。岩块为*(.+(,-，裂隙中有风化物质填充。锤击沿片理或页理裂开。用镐较难挖掘。岩芯分裂，但可拼成圆柱状中等风化岩石的结构、构造清楚。岩体层理清晰。锤击声脆，微有弹跳感。裂隙较发育，岩块为*(.+(,-，裂隙中有少量充填物，用镐难挖掘。岩芯分裂，但可拼成圆柱

5、状岩石结构、构造及岩体层理尚能辩认。裂隙很发育，岩块为*.*(,-，碎块用手可折断。用镐较易挖掘。岩芯破碎，不能拼成圆柱状强风化岩石结构、构造及岩体层理都不甚清晰。矿物成分已显著变化，有次生矿物。锤击为空壳声，碎块用手易折断，裂隙发育，岩块为*.*(,-，用镐可以挖掘。岩芯破碎，不能拼成圆柱状岩石结构、构造不清楚。岩体层理不清晰。岩质已成疏松的土状，用镐易挖掘，岩芯成碎屑状，可用手摇钻钻进*/碎石类土碎石类土是粒径大于*-的颗粒含量超过全重+(0的土。碎石类土根据粒组含量及颗粒形状分为漂石或块石、卵石或碎石、圆砾或角砾，其分类标准见表!#。*+(#最新施工项目经理工作手册碎石类土的划分表!#$

6、土 的 名 称颗 粒 形 状颗 粒 级 配漂石块石圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径大于%&的颗粒超过全重(&)卵石碎石圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径大于%&的颗粒超过全重(&)圆砾角砾圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径大于%的颗粒超过全重(&)注：定名时应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定。$*砂类土砂类土是指粒径大于%的颗粒含量不超过全重(&)、粒径大于&*&+(的颗粒超过全重(&)的土。石类土按粒组含量分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂，其分类标准见表!#!。砂类土按颗粒级配分类表!#!土的名称颗粒级配砾砂粒径大于%的颗粒占全重%(,(&)粗砂粒径大于&*(的颗粒超过全重(&)中砂粒径大于&*%

7、(的颗粒超过全重(&)细砂粒径大于&*&+(的颗粒超过全重-()粉砂粒径大于&*&+(的颗粒超过全重(&)注：定名时应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定。!*粉土粉土是指粒径大于&*&+(的颗粒含量不超过全重(&)、塑性指数!.小于或等于#&的土。必要时可根据颗粒级配分为砂质粉土（粒径小于&*&(的颗粒含量不超过全重#&)）和粘质粉土（粒径小于&*&(的颗粒含量超过全重#&)）。砾粒以下的土粒，国内外都分为砂粒、粉粒与粘粒三级，三种土粒的差别是很明显的。自然界中的土体，一般是这三种土粒的混合体。对某一土体，在一定级配下，其中某一种土粒起主导作用时，则该土体主要呈现那种土粒的特性。粉土的颗粒级

8、配以&*&(,&*&+(的粒组为主，而水与土粒之间的作用是明显不同于粘性土和砂类土，这主要表现“粉粒”的特性。其工程性质介于粘性土和砂类土之间。若用含水量接近饱和的粉土，团成小球，放在手掌上左右反复摇晃，并以另一手震击，则土中水迅速渗出土面，并呈现光泽，这是野外鉴别时的常用方法之一。(*粘性土粘性土是指塑性指数!.大于#&的土。粘性土的工程性质与土的成因、生成年代的$(&#!施 工 技 术关系很密切，不同成因和年代的粘性土，尽管其某些物理性指标值可能很接近，但其工程性质可能相差很悬殊。因而粘性土按沉积年代、塑性指数进行分类：（!）粘性土按沉积年代分为：老粘性土、一般粘性土和新近沉积粘性土。!老

9、粘性土老粘性土是指第四纪晚更新世（!）及其以前沉积的粘性土。它是一种沉积年代久，工程性质较好的粘性土。一般具有较高的强度和较低的压缩性。其物理力学性质比具有相近物理指标的一般粘性土要好。广泛分布于长江中下游的晚更新世的下蜀系粘土（#）、湖南湘江两岸的网纹状粘性土（#$）和内蒙包头地区的下亚层（#）都属于老粘性土。一般粘性土一般粘性土是指第四纪全新世（#%）（文化期以前）沉积的粘性土。其分布面积最广，遇到的也最多，工程性质变化很大。#新近沉积的粘性土新近沉积的粘性土是指文化期以来新近沉积的粘性土，一般为欠固结的，且强度较低。其野外鉴别方法见表%&!&。新近沉积粘性土的野外鉴别方法表%&!&沉积环

10、境颜色结构性包含物河漫滩和山前洪、冲积扇（锥）的表层；古河道；已填塞的湖塘、沟、谷；河道泛滥区颜 色 较 深 而 暗，呈褐、暗黄或灰色，含有机质较多时带灰黑色结构性差，用手扰动原状土时：极易变软，塑性较低的土还有振动水析现象在完整的剖面中无原生的粒状结核体，但可能含有圆形及亚圆形的钙质结核体（如姜结石）或贝壳等，在城镇附近可能含有少量碎砖、瓦片、陶瓷、铜币或朽木等人类活动的遗物一般来说，沉积年代久的老粘性土，其强度较高，压缩性较低。但经多年的工程实践有明，一些地区的老粘性土承载力并不高，甚至有的低于一般粘性土，而有些新近沉积的粘性土，其工程性质也并不差。因此在进行地基基础的设计时，应根据当地的

11、实践经验，作具体的分析研究。（$）粘性土按塑性指数分类粘性土按塑性指数(的指标值分为粘土和粉质粘土，其分类标准见表%&!&)。粘性土按塑性指数分类表%&!&)土的名称粉质粘土粘土塑性指数!*+(!,(-!,注：确定(时，液限以,)克圆锥仪沉入土样中深度!*.为准。%*!最新施工项目经理工作手册!特殊土特殊土是指在特定地理环境或人为条件下形成的特殊性质的土。它的分布一般具有明显的区域性。特殊土包括软土、人工填土、湿陷性土、红粘土、膨胀土、多年冻土、混合土、盐渍土、污染土等。下面介绍其定义、特征和分类。（#）软土软土是指沿海的滨海相、三角洲相、溺谷相、内陆平原或山区的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由

12、细粒土组成的孔隙比大（一般大于#）、天然含水量高（接近或大于液限）、压缩性高（!#$%&()*+$#）和强度低的土层。包括淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土等。多数还具有高灵敏度的结构性。淤泥和淤泥质土是工程建设中经常会遇到的软土。在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，其天然含水量大于液限。天然孔隙比大于等于#(的粘性土，称为淤泥；当天然孔隙比小于#(但大于等于#时称为淤泥质土。当土的有机质含量大于(,时称为有机质土；大于!,时则称泥炭。泥炭是在潮湿和缺氧环境中未经充分分解的植物遗体堆积而成的一种有机质土，呈深褐色 黑色。其含水量极高，压缩性很大，且不均匀。泥炭往往以夹层构造存在于一

13、般粘性土层中，对工程十分不利，必须引起足够重视。（%）人工填土人工填土是指由人类活动而堆填的土。其物质成分较杂，均匀性较差。根据其物质组成和堆填方式，填土可分为素填土、杂填土和冲填土三类。各类填土应根据下列特征予以区别：!素填土是由碎石、砂或粉土、粘性土等一种或几种材料组成的填土，其中不含杂质或含杂质很少。按主要组成物质分为碎石素填土、砂性素填土、粉性素填土及粘性素填土。经分层压实后则称为压实填土。杂填土是由含大量建筑垃圾、工业废粒或生活垃圾等杂物的填土。按其组成物质成分和特征分为建筑垃圾土、工业废料土及生活垃圾土。#冲填土是由水力冲填泥砂形成的填土。人工填土还可按堆填时间（年）分为老填土和新

14、填土，一般对于粘性素填土和粉性素填土的分类标准见表-$#$.。粘性素填土和粉性素填土按堆填时间表-$#$.（年代）分类土的名称堆填时间（年）老填土超过#年的粘性土超过(年的粉土新填土不超过#年的粘性土不超过(年的粉土(#!施 工 技 术在工程建设中所遇到的人工填土，往往各地都不一样。在历代古城的人工填土，一般都保留有人类活动的遗物或古建筑的碎砖瓦砾（俗称房渣土），其分布范围可能很广，也可能只限于堵塞的渠道、古井或古墓。山区建设和新城市建设所遇到的人工填土，其填积年限不会太久，山区厂矿建设中，由于平整场地而埋积起来的填土层常是新的（未经压实的）素填土，城市的市区所遇到的人工填土不少是炉渣、建筑垃

15、圾及生活垃圾等杂填土。（!）湿陷性土湿陷性土是指土体在一定压力下受水浸湿时产生湿陷变形量达到一定数值的土。湿陷变形量按野外浸水载荷试验在#$%&压力下的附加变形量确定，当附加变形量与载荷板宽度之比大于#()时为湿陷性土。湿陷性土有湿陷性黄土、干旱和半干旱地区的具有崩解性的碎石土和砂土等。（*）红粘土红粘土是指碳酸盐岩系出露的岩石，经红土化作用形成并覆盖于基岩上的棕红、褐黄等色的高塑性粘土。其液限一般大于)#，上硬下软，具明显的收缩性，裂隙发育、经坡、洪积再搬运后仍保留红粘土基本特征，液限大于*)小于)#的土称为次生红粘土。我国的红粘土以贵州、云南、广西等省区最为典型，且分布较广。（)）膨胀土膨

16、胀土一般是指粘粒成分主要由亲水性粘土矿物（以蒙脱石和伊里石为主）所组成的粘性土，在环境的温度和湿度变化时，可产生强烈的胀缩变形，具有吸水膨胀、失水收缩的特性。已有的建筑经验证明，当土中水份聚集时，土体膨胀，可能对与其接触的建筑物产生强烈的膨胀上抬压力而导致建筑物的破坏；土中水分减少时，土体收缩并可使土体产生程度不同的裂隙，导致其自身强度的降低或消失。岩体中含有大量的亲水性粘土矿物成分，在湿温影响下产生强烈的胀缩变形，称为膨胀岩石。膨胀岩土一般分布在二级及二级以上的阶地、山前丘陵和盆地边缘。地形特征在山地表现为低丘缓坡；在平原地带表现为地面龟裂、沟槽、无直立边坡。膨胀岩土的风干时出现大量的微裂隙

17、，具有光滑面挤压擦痕且有滑腻感。呈坚硬、硬塑状态的土体易沿微裂隙面散裂，当其遇水时则软化。膨胀土一般呈灰白、灰绿、灰黄、棕红、褐黄等颜色。膨胀岩土分布地区易发生浅层滑坡、地裂、新开挖的基槽及路堑边坡坍塌等不良地质现象。（+）风化岩和残积土风化岩是指岩石在风化营力等作用下，使其结构、成分、性质等产生不同程度变异的岩石。岩石完全风化后未经搬运过的残积物，称为残积土。其中原岩结构已不清晰，可溶的化学成分经淋漓作用被水带走，所以孔隙率较大。在我国东南沿海的各类残积土中，以花岗岩风化而成的残积土分布面积广、厚度大。区分风化岩与残积土，宜采用现场标准贯入试验、波速测试（详见有关规范）或采取试样测定无侧限抗

18、压强度。对花岗岩类的风化岩与残积土，宜按下列规定区分：!当标准贯+)#(最新施工项目经理工作手册入试验击数!时为强风化岩。#!为全风化岩，!$#为残积土；!当风干试样的无侧限抗压强度%!&()时为强风化岩，&()*%!+()为全风化岩，%$+()为残积土；当剪切波速#,!#!-.,时为强风化岩，#!-.,*#,!/!-.,为全风化岩，#,$/!-.,为残积土。花岗岩风化后石英矿物成分保存较完好，而长石与黑色矿物成分多风化成高岭石。在花岗岩体中，常有后期侵入的岩脉，不含石英颗粒。花岗岩残积土按所含砾级颗粒*/-成分的大小划分为#种：当大于/-颗粒质量大于或等于总质量的/0者，称为砾质粘性土；小于

19、/0者称为砂质粘性土；不含者称为粘性土。（1）多年冻土多年冻土是指土的温度等于或低于零摄氏度、含有固态水且这种状态在自然界连续保持三年或三年以上的土。当自然条件改变时，产生冻胀、融陷、热融滑塌等特殊不良地质现象及发生物理力学性质的改变。（&）混合土混合土主要由级配不连续的粘粒、粉粒、砾粒和巨粒组组成。当碎石土中的分土或粘性土的质量大于/!0时，称为#类混合土；当粉土或粘性土中碎石土的质量大于/!0时，称为$类混合土。（2）盐渍土盐渍土是指易溶盐含量大于 3!0，且具有吸湿、松胀等特性的土。盐渍土按含盐性质可分为氯盐渍土、亚氯盐渍土、硫酸盐渍土、亚硫酸盐渍土、碱性盐渍土等。按含盐量可分为弱盐渍土

20、、中盐渍土、强盐渍土和超盐渍土。（4）污染土污染土是指由于外来的致污物质侵入土体而改变了原生性状的土。污染土的定名可在土的原分类定名前冠以“污染”两字，如污染中砂、污染粘土等。13 细粒土按塑性图分类近年来，国外在土的工程分类方面有了很大进展，许多国家的土分类体系，不仅在本国内已经制订了统一的标准，而且在国家之间，也基本上趋于一致。这就为促进国际技术交流提供了有利条件。许多国家的分类依据，在总的体系上大同小异，首先采用了以31!-作为粗、细粒组的分界粒径，试样中大于 31!-的土粒质量超过试样总质量的!0时，该土为粗粒土；反之，小于 31!-者超过!0时则为细粒土。然后，粗粒土再按颗粒大小及其

21、级配进行分类；而细粒土则再按下面将要介绍的塑性图（由塑性指数和液限所组成的分类图）进行分类；有机土则单独列为一类。应该指出，土的塑性指数虽是划分细粒土的良好指标，而且还能综合反映土的颗粒组成、矿物成分以及土粒表面吸附阳离子成分等方面的特性，但是不同的液、塑限可给出相同的塑性指数而土性却可能很不一样（见表 5 6 4 6&）。由此可见，细粒土的合理分类，理应兼顾塑性指数和液限两方面。由 7 卡萨格兰德（8),)9:);和%?写名的细粒土分类图。与图 5 6 4 6 4一样，它将所有细粒土分为四个区，&线上下各有两个区。所有粘土均在&线和$41!4!施 工 技 术的水平线以上；所有粉土则均在!线和

22、!#的水平线以下。土性随液限#$与塑性指数!的变化表%&(土性#$相等，!增大时比较!相等，#$增大时比较压缩性大致相同增大透水性减小增大干强度增大减小注：干强度是指风干土块用手指捏碎的难易程度。结合我国情况的细粒土按塑性图分类方法已列入 土的分类标准（)*+%,-.），如图%&所示，其中#$是用的#/0 的锥式液限仪锥尖沉入土中.11 为标准测定的，!线方程是!.2/3（#$&4.）$线方程为#$%.5（如按碟式液限仪测定，则$线方程为#$,.5。如果对应于该土的!和#$的点位于!线以上，且!.，该土属于无机粘土或有机质粘土，如果该点位于!线与!#线以下部分，则该土属于无机粉土或有机质粉土。

23、按#$的高低又区分为两种土类；当 6$7%.5时为高液限粘土（89）或高液限粉土（:9）；当#$;%.5时为低液限粘土（8$）或低液限粉土（:$）。图%&细粒土分类的塑性图土中有机质应根据未完全分解的动植物残骸和无定形物质判定。有机质呈黑色、青黑色或暗色，有臭味，有弹性和海绵感，可采用目测、手摸或嗅感判别。当不能判别时，可将试样放入.%时，试样为有机质土。有机质土可在相应的土类代号之后缀以代号?，如 89?、8$?、:9?、:$?等。土的分类标准 中，细粒土定义为试样中粗粒组（7.2#,11）质量少于总质量的 4,5的土；而试样中粗粒组质量为总质量的 4,5 ,.5的土，称为含粗粒的细粒土。综

24、上所述，细粒土按塑性图及所含粗粒类别以及有机质多寡可划分为/种土类。(,.最新施工项目经理工作手册!#$地基挖填!#$#场地平整#%场区竖向规划设计（#）小型场地平整时设计标高的确定小型场地平整且对场地标高无特定要求时，一般可以根据平整前后土方量相等的原则求得设计标高，但是这仅意味着把场地推平，使挖方量和填方量平衡，并不能保证总土方量最小。计算前先将场地平面划成方格网，并根据地形图将每方格的角点标高标于图上。若平整前后的土方量相等，则：!&#$!#$!#%!#$%!$#%!$()!&$!（!#%!#$%!$#%!$）!式中!&所计算场地的设计标高（(）；#方格边长（(）；方格数；!#、!#$、

25、!$#、!$任一方格的四个角点的标高（(）。由于相邻方格具有公共的角点标高，在一个方格网中，某些角点系四个相邻方格的公共角点，其标高需加四次，某些角点系三个相邻方格的公共角点，其标高需加三次；而某些角点标高仅需加二次，又如方格网四角的角点标高仅需加一次。因此上式可改写成下列形式：!&$!#%$!$%)!)%!式中!#一个方格仅有的角点标高（(）；!$二个方格共有的角点标高（(）；!)三个方格共有的角点标高（(）；!四个方格共有的角点标高（(）。（$）最佳设计平面的确定当进行大型场区竖向规划设计时，要把天然地面改造成我们所要求的设计平面，就应该满足建筑规划和生产工艺方面的要求，并尽量使填挖方平衡

26、和总的土方量最小。因此，正确地选择设计标高需考虑以下因素：!与已有建筑物的标高相适应，满足生产工艺和运输的要求；尽量利用地形，以减少填、挖土方的数量；#根据具体条件，争取场区以内的挖方同填方相互平衡，以降低土方运输费用；$要有一定的泄水坡度，以满足排水要求。当地形比较复杂时，场区一般需设计成多平面，此时可根据工艺要求和地形，预先把*+&#!施 工 技 术场区划分成几个平面，分别计算出各最佳设计平面的各个参数。然后适当修正各设计平面交界处的标高，使场区平面的变化缓和且连续。因此，确定单平面的最佳设计平面是竖向规划设计的基础。图!#在空间中一个平面的位置应用最小二乘法原理，可以求得最佳设计平面参数

27、（原点标高及地面坡度）。场区竖向规划中的设计平面是一个三维问题，由解析几何学的理论可知，一个平面在空间中的具体位置，如果用直角坐标系来表示（图!#），其方程为：#$%&$()!在等式的左，右两边均乘以(，可得(#$%(&$)(由图!#可以看出，设计平面同坐标平面*及%*相交于+点和,点，设计平面在 轴及%轴处的夹角为!$和!%，而&!$)-$)!(#&!%)-%)!(&式中-$及-%设计平面沿坐标 及%的坡度。因而：)($-$%-%#如果知道了坡度-$及-%，那么设计平面各点的标高可按上式计算。今假设需平整场区上有若干点，它们的坐标分别为：（，%，），#（，%#，#），.（.，%.，.），当参

28、数(，-$及-%已知时，则场区上相应点的设计标高为：/)($-$%-%/#)($#-$%#-%/()($(-$%(-%$由此可得设计平面各相应点的施工高度（即填挖深度）为：0)($-$%-%!，0#)($#-$%#-%!#，0.)($(-$%(-%!(%方程式%中的施工高度 0-，如为正值则表示该点的设计标高大于地面标高，即该点应是填土（填方）；如为负值则应是挖土（挖方）。根据最小二乘法的原理可知，当各方格顶点的填挖深度的平方和最小时，并考虑反映)*)最新施工项目经理工作手册方格各顶点特征的符号!（测量上的术语称为“权”，!的大小取决于该点在土方量计算中出现的次数），则该设计平面能满足土方工程

29、量最小和保证填挖方量相等的最佳条件，即：!#!#$#!$#%!#$#%!&$#&最小!将公式代入!得：!（%(#$%)#%*）#%!#（%(#$%)#%+*#）#%!（%(!#$%)!#%+*!）#最小为使!最小，上式须对参数、#$、#%分别求偏导数，并令其等于&，于是得：!#!#（%(#$%)#%+*#）&!#$!#!#(#（%(#$%)#%+*#）&!#%!#!#)#（%(#$%)#%+*#）&整理成准则方程则为：!%!(#$%!)#%+!*&!(%!(#$%!()#%+!(*&!)%!()#$%!)#%+!)*&#式中!%!#%!；!(!(%!#(#%!(!；!(!(%!#(#(#%!(

30、!(!；!()!()%!#(#)#%!(!)!其余类推。解联立方程组#便可求出最佳设计平面的三个参数、#$及#%。然后即可根据方程式计算出各点的施工高度$。用下述等式可检查上述计算工作是否正确。!$&，!($&，!)$&$（）场区设计平面的几种特殊情况%当已知 时，用公式#的二、三式联解即可求出坡度#$和#%：!(#$%!()#%!(*+!(!()#$%!)#%!)*+!)&当已知#$（或#%）时，用公式（+(）中一、三（或二）式联解即可求出 和#%（或#$）：!%!)#%!*+!(#$，!)%,)#%!)*+!()#$()*或!%!(#$!*+!)#%!(%!(#$!(*+!()#%()+,

31、如果求场区为水平面（即#$#%&），由公式（）中的一式得：!*!如用四方棱柱体法计算土方量，则：)&!施 工 技 术!#!$!$!#!%!$!%$!%$%!%!#%&%#!#!%!$!%$!%$%!%&!#此式即式$。如果三角棱柱体法计算土方量，则：!#!$!$!#!%!$!%$(!%(!#)&(&%#!#!%!$!%$(!%()&!%式中%为水平面时场地的设计标高；%!为一个方格共有的角点标高；余类推；&方格数。（%）当)*和)+已知（即必须保持*、+轴两个方向规定的坡度），由公式&中的一式可求出：#!,!*)*,!+)+!因之即可求出各点的施工高度。（%）设计标高的调整根据上述公式算出的设

32、计标高乃一理论值，实际上还需要考虑下述因素进行调整。$由于土壤具有可松性，即一定体积的土方开挖后体积会增大，为此需相应地提高设计标高，以达到土方量的实际平衡；(由于设计标高以上的各种填方工程（如场区上填筑路堤）而影响设计标高的降低，或者由于设计标高以下的各种挖方工程而影响设计标高的提高（如开挖河道、水池、基坑等）；)根据经济比较的结果，将部分挖方就近弃于场外，或部分填方就近取于场外而引起挖、填土方量的变化后，需增、减设计标高。上述(、)两项，可根据具体情况计算后加以调整，而$项则按下述方法计算：如图%,!,$所示，设-为因考虑土的可松性而引起的设计标高的增加值，则总挖方体积.,应减少/,-，即

33、：.0,#.,/,-式中.0,设计标高调整后的总挖方体积；.,设计标高调整前的总挖方体积；/,设计标高调整前的挖方区总面积。设计标高调整后，总填方体积则变为：.0-#.0,10.#（.,/,-）10.式中.0-设计标高调整后的总填方体积；)!最新施工项目经理工作手册图!#设计标高的调整计算示意图（）理论设计标高；（#）调整设计标高$%$土的最后可松性系数。此时，填方区的标高也与挖方区的标高一样提高!&，即：!&(%!(%)%（(&!)&!&）$%$!(%)%式中(%调整前的总填方体积；)%调整前的填方区总面积。移项并简化之：!&(&（$%$!）)%*)&$%$!#故考虑土的可松性后，场区的设计

34、标高经调整后改为：+%+*!&!$()场区平整土方工程量计算场区土方量的计算方法，有“四角棱柱体法”和“三角棱柱体法”。（）四角棱柱体法方格为全填或全挖时（图!），其体积公式是根据中断面法的近似公式推导出来的：图!方格为全填或全挖(!（&*&(*&#*&!）!%式中(挖方或填方体积；&、&(、&#、&!方格四个角点的施工高度；方格边长。如方格中部分是挖方、部分是填方，则其体积公式为（图!*）：(挖（填）(&挖（填）(!&!&式中(挖（填）挖方（或填方）的体积；&挖（填）方格角点中挖方（或填方）施工高度总和（均用绝对值相加）；&方格四个角点施工高度总和（均用绝对值相加）；方格边长。#+!施 工

35、技 术图!#方格中部分为挖方、部分为填方（$）三角棱柱体法系沿地形等高线再将每个方格的对角点连接起来划分为两个等腰直角三角形。根据各角点施工高度符号的不同，零线（即方格边上施工高度为零、不填不挖的点的连线）可能将三角形划分为两种情况：三角形全部为挖方或全部为填方以及部分挖方和部分填方。三角棱柱体法的计算公式是根据立体几何体积计算公式推导出来的，比较精确。其计算方法如下：全填或全挖的体积公式（图!%）：图!%三角棱柱体法全填或全挖#$%（%&%$&%&）!#式中$方格的边长；%、%$、%&三角形各角点的施工高度。部分挖方和部分填方的体积公式，由于零线将三角形划分成底面为三角形的锥体和底面为四边形

36、三角棱柱体法全填或全挖的楔体。锥体的体积为：锥#$%&（%&%&）（%$&%&）!$楔体的体积为：楔#$%&（%&%&）（%$&%&）!%&%$&%!%式中锥 锥体的体积（挖方或填方）；楔 楔体的体积（填方或挖方）；%、%$、%&三角形各角点的施工高度（均用绝对值代入），但%&恒指锥体顶点的施工高度。&土方调配土主调配工作是土方规划设计的一个重要内容。土方调配的目的是使土方总运输量（&!）或土方施工成本（元）最小的条件下，确定填挖方区土方的调配方向和数量，从而达到缩短工期和降低成本的目的。进行土方调配，必须综合考虑工程和现场情况、有关技术资料、进度要求和土方施工!%(最新施工项目经理工作手册方

37、法。特别是当工程为分批分期施工时，先期工程与后期工程之间的土方堆放和调运问题应当全面考虑，力求避免重复挖运和场地混乱。经过全面研究，确定调配原则之后，即可着手进行土方调配工作：划分土方调配区、计算土方的平均运距（或单位土方的施工费用）、确定土方的最优调配方案。当用同类机械进行土方施工时，可以用总的土方运输量最小作为土方调配的目标；当使用多种机械进行土方施工时，由于各种机械的使用费及生产率都不一样，最好以土方施工总费用最小作为土方调配的目标，因为它可以比较正确地反映土方调配的综合效果。（!）土方调配区的划分、平均运距和土方施工单价的确定进行土方调配时首先要划分调配区。划分土方调配区应注意下列几点

38、：!调配区的划分应该与房屋和构筑物的平面位置相协调，并考虑它们的开工顺序、工程的分期施工顺序；调配区的大小应该满足土方施工用主导机械（铲运机、挖土机等）的技术要求，例如调配区的范围应该大于或等于机械的铲土长度，调配区的面积最好和施工段的大小相适应；#调配区的范围应该和土方的工程量计算用的方格网协调，通常可由若干个方格组成一个调配区；$当土方运距较大或场区范围内土方不平衡时，可考虑就近借土或就近弃土，这时一个借土区或一个弃土区都可作为一个独立的调配区。调配区的大小及位置确定之后，便可计算各填、挖方调配区之间的平均运距。当用铲运机或推土机平土时，挖方调配区和填方调配区土方重心之间的距离，通常就是该

39、填、挖方调配区之间的平均运距。在一般情况下，为便于计算，都是假定调配区平面的几何中心即为其体积的重心，这样计算是近似的。当填、挖方调配区之间的距离较远，采用汽车、自行式铲运机或其他运土工具沿工地道路或规定路线运土时，其运距应按实际情况进行计算。当采用多种机械施工时，土方施工单价的确定就比较复杂。不仅是单机核算问题，还要考虑挖、运、填配套机械施工单价。为了简化计算，影响不大的因素可予以剔除。首先可以根据土壤的工程性质，调配区之间的运土距离和土方机械的技术性能等，从现有机械中选择每个调配区之间最合适的施工机械（包括挖、运、填整套作业机械）。这套机械施工时的生产率由其中最小的生产率确定（综合施工过程

40、中，配套机械的生产率应尽量协调）。用简略方法计算土方施工单价时可用下式计算：!#$!%&(%#)%&式中*#由挖方区 到填方区#的土方施工单价（元+,$）；%&参加综合施工过程的各土方施工机械的台班费用（元+台班）；-参加 挖方区到#填方区的土方综合施工过程的所有机械台数（台）；由 挖方区到#填方区的综合施工过程的生产率（,$+班）；%#参加综合过程的所有机械的一次性费用，包括机械进出场运输费，安装拆%&#!施 工 技 术除费，临时设施费等（元）；!该套机械的施工期内应完成的土方量（!）。（）用“线性规划”方法进行土方调配!方法简介表#$#%是土方平衡与施工单价表。表#$#%说明了整个场地划分

41、为 个挖方区$、$&，其挖方量相应为%$、%&，并有&个填方区$、，其填方量相应为($、(、(。并假定填挖平衡，即!&)#$%)*!+#$()#$从$到$的单位土方施工费或运距为,$，调配的土方量为-$；故一般地说从$(到)的单位土方施工费或运距为,)+，调配的土方量为-)+，则土方调配问题就化做为这样一个数学模型，即要求求出一组-)+的值，使得目标函数.*!&)#$!+#$,)+-)+为最小值，而且-)+满足下列约束条件：!+#$-)+*%)*$，；#%!&)#$-)+*(+*$，&；#&表#$#%挖方区填方区$!+&挖方量$*$+$*$+!$,$+-$!+,$-$%$,$-$,-!,+-!

42、+,-%!$),)$-)$,)-)!,)+-!)+,)-)%!)$&,&$-&$,&-!&,&+-&!+,&-&%&填方量($(!(!)(&!&)*$%)*!+*$(+根据约束条件知道，变量有 /&个，而方程数有 0&个。由于填挖平衡，前面 个方程相加减去后面&#$个方程之和得第&个方程，因此独立方程的数量实际上只有 0&#$个。,-$最新施工项目经理工作手册由于变量个数多于独立方程个数。因此方程组有无穷多的解，每一个组都能得到!#$!个变量的值。而我们的目的是要求出一组最优解。显然，这是“线性规划”中的“运输问题”，可以用“表上作业法”来求解。运输问题用“表上作业法”求解较方便。!用“表上作

43、业法”进行土方调配#初始调配方案编制初始方案的编制采用“最小元素法”。即根据对应于%&（平均运距）最小的(&取最大值的原则进行调配。下面用例子说明编制初始方案的方法。图$!$%各调配区的土方量和平均运距图$!$%为一距形广场，现已知各调配区的土方量和相互之间的平均运距，试求最优土方调配方案。将图$!$%中的数值填入填挖方平衡及运距表（表$!$!&）首先在运距表（小方格）中找一个最小数值，上表中%)%$()$&（任取其中一个，如%$(）。于是先确定($(的值，使其尽可能的大，即($()*+（$&，,&）)$&。由于*$挖方区的土方全部调到+(填方区，所以($!)($)&，将$&填入表$!$!中的

44、($(格内，画一个括号。同时在($!，($格内画上一个“,”号，然后在没有括号和“,”号的方格内，再选一个运距最小的方格，即%)$&，故我们让(值尽量大，即()*+（,&，-&）),&。同时使(!)()&。同样将,&画上一个括号，填入表$!$!(中(格内，并且在(!、(格内画上“,”号（表$!$!）。表$!$!&挖方区填方区+!+(挖方量（)(）*!,&%&!&,&*%&$&.&,&*(-&!&%&,&*$/&,!&,$&（$&）$&填方量（)(）/&-&,&!.&!.&表$!$!挖方区填方区+!+(挖方量（)(）*!,&%&!&,&*%&,$&（,&）.&,&*(-&!&%&,&*$/&,!

45、&,$&（$&）$&填方量（)(）/&-&,&重复上面步骤，依次地确定其余(&数值，最后可以得出表$!$!。表$!$!中所求得的一组(&的数值，便是本例的初始调配方案。由于利用“最小元素法”确定的初始方案，首先是让%&最小的那些格内的(&值取尽可能大的值，也就是优先考虑“就近调配”。所以求得之总运输量是较上的。但是这并不能保证其总运输量是最小，%-&!施 工 技 术因此还需要进行判别，看它是否是最优方案。表!#挖方区填方区#$挖方量（%$）#&（&）($&#($!（&）)$&#$*（$）（）(（）&#!+$!（!）!填方量（%$）+*&表!$挖方区填方区#$#&#!#$*(#!,-最优方案的判

46、别法只要所有检验数!%!，则初始方案即最优解。“表上作业法”中求检验数!&的方法有“闭回路法”与“位势法”。“位势法”较“闭回路法”简便，因此这里只介绍用“位势法”求检验数。检验时，首先将初始方案中有调配数方格的平均运距列出来，然后根据这些数字的方格，按下式求出两组位势数%（%(、#、)）和&（&(、#、*）。+%&(%,-&!#式中+%&本例中为平均运距；%、-&位势数。位势数求出后，便可根据下式计算各空格的检验数：!%&(+%&!+%!-&!$如果所求得的检验数均为正数，则说明该方案是最优方案，否则，该方案就不是最优方案，尚需进一步调整。现在用“位势法”来判别!#中求得的初始方案是否是最优

47、方案。首先把表!#中有调配数方格的平均运距列成表!#。然后根据表!#的数字，依照公式.%&(%,-&求出位势数。为了便于填写位势数%和-&，在表!$的基础上再增加一行和一列，构成表!的位势表。+*最新施工项目经理工作手册平均运距和位势表表!挖方区填方区位势#$#$%&#%&#&#$&(%&%&(#%#!&!&($%$!&(&(!%!#&!&位势运距和检验数表表!%挖方区填方区位势#$#$%&#%&#&#$&(%&(&!&)(#%#!&(&)&)&)($%$!&(!%!#&*&)&)&先让%&，则：#*!+%&!&%&；%$&!%&；#&!&；#$(&!&；%#!&!&!&；%!&!&!#&。位

48、势数求出后，再根据公式!&$*&$!%&!#$，依次求出各空格的检验数。如：!#(&!（!&）!%&)*&（在表!%中只写“)”或“!”，可不必填入数字），将求得的各个检验数填入表!%。表!%中出现了负的检验数。这说明初始方案不是最优方案，需要进一步进行调整。+,方案调整第一步：在所有负检验数中挑选一个（一般可选最小一个），本例中便是*#，把它所对应的变量+#作为调整对象。第二步：找出+#的闭回路。其作法是：从+#格出发，沿水平或竖直方向前进，遇到适当的有数字的方格作)&,转弯（也不一定要转弯），然后继续前进，如果路线恰当，有限步后便能回到出发点，形成一条已有数字的方格为转角点的、用水平和竖直

49、线联起来的闭回路见表!。第三步：从空格+#出发，沿着闭回路（方向任意）一直前进，在各奇数次转角点的数字中，挑出一个最小的（本例中便是在“%&，&”中选出“&”），将它由+$#调到+#方格中（即空格中）。第四步：将“&”填入+#方格中，被挑出的+$#为&（该格变为空格）；同时将闭回路上其它的奇数次转角上的数字都减去“&”，偶数次转角上数字都增加“&”；使得填挖方区)&!施 工 技 术的土方量仍然保持平衡，这样调整后，便可得到表!#的新调配方案。$的闭回路表表!%挖方区填方区#$#&$(!$#%($&($%($!(新的调整表表!#挖方区填方区势位#$#&()(*($*#(&*%(挖方量（)&）$&

50、*(!(#(+($&$*!&(#(+!(*(+($&*(%(!(+#($!&!*!$(+(+(+!(!(!(填方量（)&）+(%(*(*(图!+土方调配图对新调配方案，仍用“位势法”进行检验，看其是否已是最优方案。如果检验数中仍有负数出现，那就仍按上述步聚继续调整，直到找出最优方案为止。表!#中所有检验数均为正号，故该方案即为最优方案。该最优土方调配方案的土方总运输量为：,*!(-(+(-#(+(-!(+!(-%(+(-#(+!(-!(*!(（)&,)）最后将表!#中的土方调配数值绘成土方调配图（图!+）!-场地平整施工大面积的场地平整，可采用推土机和铲运机。(#(最新施工项目经理工作手册（!